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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen einer ersten Trägereinrichtung an einer zweiten Trägereinrichtung.
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Stand der Technik
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Bei der Herstellung eines mikromechanischen Bauteils werden häufig zwei oder mehrere Trägereinrichtungen, beispielsweise Wafer und/oder Substrate, aneinander befestigt. Die aus einem Halbleitermaterial, Kunststoff, Glas und/oder einem Metall bestehenden Trägereinrichtungen, welche auch als Werkstückträger bezeichnet werden können, werden oft so aneinander befestigt, dass sie bei einem späteren Betrieb des mikromechanischen Bauteils permanent miteinander verbunden bleiben.
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Zum festen Verbinden der mindestens zwei Trägereinrichtungen ist eine Vielzahl von Waferbondverfahren bekannt. Bei einer ersten Kategorie von Waferbondverfahren ohne Verwendung einer Bondschicht als Zwischenschicht werden chemische und/oder physikalische Effekten zum Befestigen der mindestens zwei Trägereinrichtungen aneinander verwendet. Beispielsweise werden für ein Silizium-Direktbonden hydrophile und hydrophobe Oberflächen bei einem hohen Druck und bei einer Temperatur über 1000° C in Kontakt gebracht, so dass sich eine feste Verbindung über Wasserstoffbrücken und Van-der-Waals-Wechselwirkungen zwischen den mindestens zwei Trägereinrichtungen ausbildet.
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Bei einer zweiten Kategorie von Waferbondverfahren wird mindestens eine Bondschicht als Zwischenschicht zwischen den mindestens zwei Trägereinrichtungen angeordnet. Die mindestens eine Bondschicht umfasst ein Material, eine Materialkomposition und/oder mehrere Materialkomponenten, welche durch ein Erwärmen schmelzbar sind und nach einem Abkühlen eine feste Verbindung zwischen den mindestens zwei Trägereinrichtungen bewirken. Weiter ist es denkbar, dass sich auf den mindestens zwei Trägereinrichtungen jeweils eine Bondschicht befindet, welche in Kontakt gebracht und erwärmt, zu einer Bondverbindung führen, deren Schmelztemperatur unterhalb bzw. oberhalb der Schmelztemperaturen der Bondschichten liegen. Idealerweise besitzt das Phasendiagramm dieser Bondverbindung einen eutektischen Punkt. Beispielsweise wird in der
US 2006/0208326 A1 ein Verfahren für ein eutektisches Bonden mit einer Germaniumschicht und einer Aluminiumschicht beschrieben.
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Derartige Waferbondverfahren der zweiten Kategorie können zusätzlich zur Erzeugung eines elektrischen Kontakts zwischen zwei Trägereinrichtungen verwendet werden. Beispielsweise werden als Zwischenschicht Bondpads auf der ersten Trägereinrichtung angeordnet. An die als elektrische Kontakte fungierenden Bondpads wird anschließend die zweite Trägereinrichtung befestigt.
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Allerdings treten beim Schmelzen mindestens einer zwischen zwei Trägereinrichtungen angeordneten Bondschicht häufig Probleme auf, welche ein Ausbilden einer festen Verbindung zwischen den zwei Trägereinrichtungen verhindern und/oder zur Beschädigung einer funktionstragenden Struktur auf einem der zwei Trägereinrichtungen durch das geschmolzene Material der mindestens einen Bondschicht führen. Beispielsweise kann bei einem eutektischen Bonden eine Oxidschicht zwischen zwei angrenzenden Bondschichten ein Vermischen der Materialien zu einer Bondverbindungsschicht verhindern. Es ist deshalb wünschenswert, über eine kostengünstige Möglichkeit zum Gewährleisten eines vorteilhaften Misch- und/oder Fließverhaltens des Materials der mindestens einen Bondschicht bei einem Bondverfahren zu verfügen.
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Die
US 6,509,256 B2 beschreibt ein Verfahren zum Bilden einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen zwei Trägereinrichtungen. Dazu wird eine erste Materialschicht in einer Vertiefung auf einer ersten Außenseite einer ersten Trägereinrichtung der zwei Trägereinrichtungen gebildet. Anschließend wird die erste Materialschicht mit einer auf einer zweiten Außenseite einer zweiten Trägereinrichtung der zwei Trägereinrichtungen gebildeten zweiten Materialschicht in Kontakt gebracht, wobei die zweite Materialschicht so geformt ist, dass die zweite Materialschicht eine von der ersten Trägereinrichtung weg gerichtete Kontaktierseite der ersten Materialschicht nur teilweise abdeckt.
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Außerdem ist in der
US 2006/0115323 A1 ein Verfahren zum Kaltscheißen offenbart.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Befestigen einer ersten Trägereinrichtung an einer zweiten Trägereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei einem Bond- oder Lötverfahren ein verbessertes Misch- und/oder Fließverhalten des geschmolzenen Materials der mindestens einen ersten Bond- und/oder Lötschicht durch ein Modifizieren einer Form der mindestens einen ersten Bond- und/oder Lötschicht realisierbar ist.
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Beispielsweise stellen herkömmliche Bond- oder Lötverfahren hohe Anforderungen an eine Oberflächenreinheit und eine Partikelfreiheit der mindestens einen ersten Bond- und/oder Lötschicht. So können bei einem eutektischen Bonden z.B. Oxidschichten auf mindestens einer von zwei Bondschichten ein Ausbilden des Eutektikums verhindern. Eine kostengünstige Massenproduktion von mikromechanischen Sensoren und Aktoren aus mindestens zwei Trägereinrichtungen mit möglichst hohen Ausbeuten ist deshalb beim Stand der Technik nur schwer möglich.
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Über die vorliegende Erfindung ist dieses Problem lösbar. Durch das Bilden der mindestens einen ersten Bond- und/oder Lötschicht mit einer Form, bei welcher die erste Abdeckfläche größer als die erste Kontaktfläche ist, wird der Druck zwischen der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche gesteigert. Somit kann eine Oberflächenschicht auf einer Bond- und/oder Lötschicht, welche herkömmlicherweise das Bond- oder Lötverfahren beeinträchtigen würde, durch den hohen Druck aufgebrochen werden.
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Zusätzlich löst die vorliegende Erfindung das bei herkömmlichen Bond- oder Lötverfahren häufig auftretende Problem, dass mindestens eine der beiden Trägereinrichtungen eine nicht ebene Oberfläche aufweist. Die unebene Oberfläche kann beispielsweise durch eine Verbiegung (BOW), eine durch ein Schleifen bedingte Welligkeit (WARP), eine Gesamtdickenvariation (Total-Thickness-Variation, TTV) und/oder durch eine lokale Strukturierung der Oberfläche oder des darunter befindlichen Schichtaufbaus verursacht sein. Ist z.B. bei einem eutektischen Bondverfahren, bei dem sich beide Bondschichten auf unterschiedlichen Oberflächen befinden, der lokale Abstand der Bondschichten größer als deren Gesamtdicke, so kann es nur punktuell zur Ausbildung eines Eutektikums kommen.
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Durch eine Reduzierung der ersten Kontaktfläche im Vergleich mit der ersten Abdeckfläche, bzw. der zweiten Kontaktfläche im Vergleich mit der zweiten Abdeckfläche ist es möglich, die reduzierten Kontaktflächen beim Bondvorgang so weit zusammenzudrücken, dass es überall auf dem Substrat ein Kontakt zwischen den Bondschichten realisiert ist.
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Über die vorliegende Erfindung ist das in dem vorausgehenden Absatz beschriebene Problem somit umgehbar, wobei zusätzlich bei einem gleichen Gesamtdruck zwischen den zwei Trägereinrichtungen ein höherer Flächendruck an den Kontaktflächen erreicht wird. Somit kann eine Unebenheit mindestens einer der beiden Trägereinrichtungen ausgeglichen werden. Deshalb stellt das erfindungsgemäße Verfahren geringere Anforderungen an die Ebenheit der beiden Trägereinrichtungen, bzw. an Planarisierungsverfahren zum Vorbereiten der beiden Trägereinrichtungen.
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Des Weiteren kann durch die mindestens eine bond- oder löttemperaturbeständige Fließschutz-Oberflächenunebenheit zumindest die Teiloberfläche der ersten Trägereinrichtung vor einem Eindringen des geschmolzenen Bond- oder Lötmaterials geschützt werden. Als mindestens eine Fließschutz-Oberflächenunebenheit kann beispielsweise ein äußerer Fließschutz-Wall, ein innerer Fließschutz-Wall, ein äußerer Fließschutz-Graben und/oder ein innerer Fließschutz-Graben gebildet werden. Somit ist beim Durchführen eines Bond- oder Lötverfahrens auch über die vorliegende Erfindung ein verbesserter Schutz von empfindlichen Sensorkomponenten und/oder Aktorkomponenten gewährleistet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die zweite Kotaktfläche durch Bilden einer zweiten Bond- und/oder Lötschicht an einer zweiten Außenseite der zweiten Trägereinrichtung gebildet. Unter der zweiten Kontaktfläche der zweiten Trägereinrichtung ist somit auch eine zweite Kontaktfläche der zweiten Bond- und/oder Lötschicht zu verstehen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird eine zweite Abdeckfläche zweiten Bond- und/oder Lötschicht gebildet, welche die zweite Außenseite der zweiten Trägereinrichtung zumindest teilweise abdeckt, wobei die zweite Bond- und/oder Lötschicht so gebildet wird, dass die zweite Kontaktfläche kleiner als die zweite Abdeckschicht geformt wird. Dies ermöglicht eine zusätzliche Steigerung des Drucks an den beiden Kontaktflächen.
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Vorteilhafterweise wird vor dem Bilden der zweiten Bond- und/oder Lötschicht mindestens eine Oberflächenunebenheit an der zweiten Außenseite gebildet, wobei die mindestens eine Oberflächenunebenheit von der zweiten Bond- und/oder Lötschicht abgedeckt wird. Beispielsweise werden als mindestens eine Oberflächenunebenheit ein Keil, eine Stufe und/oder eine Vertiefung gebildet.
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Ebenso kann die erste Bond- und/oder Lötschicht und/oder die zweite Bond- und/oder Lötschicht mit einer variierenden Schichtdicke gebildet werden. Dies erfolgt beispielsweise über ein Ätzverfahren und/oder über ein lokales Aufbringen von Bond- oder Lötmaterial. Die hier genannten Vorgehensweisen lassen sich auf einfache Weise ausführen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung können Gasentweichgräben an der ersten Bond- und/oder Lötschicht und/oder der zweiten Bond- und/oder Lötschicht gebildet werden, welche von der Teiloberfläche der ersten Außenseite der ersten Trägereinrichtung weggerichtet werden. Zusätzlich können Gasentweichöffnungen gebildet werden, durch welche bei einem Kontaktieren der beiden Trägereinrichtungen ein Gas herausströmen kann. Somit wird gewährleistet, dass sich im Inneren der aus der mindestens einen Bond- oder Lötschicht gebildeten Bond- oder Lötverbindungsschicht kein Gaseinschluss bildet.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1A bis D eine Draufsicht auf eine Trägereinrichtung und Querschnitte durch zwei Trägereinrichtungen zum Darstellen einer ersten Ausführungsform des Verfahrens;
- 2 einen Querschnitt durch zwei Trägereinrichtungen zum Darstellen eines Vorteils der ersten Ausführungsform des Verfahrens;
- 3 einen Querschnitt durch zwei Trägereinrichtungen zum Darstellen einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens;
- 4 einen Querschnitt durch eine Trägereinrichtung zum Darstellen einer dritten Ausführungsform des Verfahrens;
- 5 und 6 jeweils einen Querschnitt durch zwei Trägereinrichtungen, welche jedoch nicht unter die Erfindung fallen;
- 7 einen Querschnitt durch eine Trägereinrichtung, welche jedoch nicht unter die Erfindung fällt;
- 8 und 9 Draufsichten auf je eine Bondschicht, welche jedoch nicht unter die Erfindung fällt;
- 10 einen Querschnitt durch eine Trägereinrichtung, welche jedoch nicht unter die Erfindung fällt;
- 11 eine Draufsicht auf eine Bondschicht, welche jedoch nicht unter die Erfindung fällt; und
- 12 eine Draufsicht auf eine Trägereinrichtung, welche jedoch nicht unter die Erfindung fällt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die im Weiteren beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens sind insbesondere für die Herstellung von Halbleiterbauelementen (MEMS, Micro-Electro-Mechanical Systems), wie beispielsweise Sensoren und Aktoren, unter Anwendung von OMM-Technologien (Oberflächen mikromechanische Technologien) vorteilhaft. Selbstverständlich können über die beschriebenen Verfahren auch mehr als zwei Trägereinrichtungen miteinander verbunden und/oder elektrische Kontakte zwischen den mindestens zwei Trägereinrichtungen gebildet werden.
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Vorzugsweise wird ein eutektisches Bondverfahren angewandt. Das eutektische Bondverfahren gewährleistet eine ausreichende Festigkeit zwischen mindestens zwei miteinander verbundenen Trägereinrichtungen, ein einfach ausführbares Verkappen eines Sensors und/oder Aktors und/oder einen guten elektrischen Kontakt zwischen zwei miteinander verbundenen Trägereinrichtungen. Jedoch können auch andere Bondverfahren, wie beispielsweise für ein anodisches Bonden, ein Thermokompressionsbonden, ein Löten, ein Glas-Fritt-Bonden und/oder ein adhäsives Bondverfahren angewandt werden. Auch mittels dieser Bondverfahren sind die im Weiteren beschriebenen Vorteile realisierbar.
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1A bis D zeigen eine Draufsicht auf eine Trägereinrichtung und Querschnitte durch zwei Trägereinrichtungen zum Darstellen einer ersten Ausführungsform des Verfahrens.
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Als Ausführungsbeispiel wird ein als Drehraten- und/oder Beschleunigungssensor ausgebildetes mikromechanisches Bauteil durch das im Weiteren beschriebene Verfahren hergestellt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass das beschriebene Verfahren nicht auf das Herstellen eines derartigen Sensors beschränkt ist.
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Die in 1A als Sensorchip in Draufsicht gezeigte erste Trägereinrichtung 10 ist eine Untereinheit des im Weiteren hergestellten mikromechanischen Bauteils. Die erste Trägereinrichtung 10 kann vorzugsweise ein Wafer oder ein Substrat sein. Die erste Trägereinrichtung 10 kann beispielsweise ein Halbleitermaterial, ein Metall, ein Isoliermaterial und/oder Glas umfassen.
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Die erste Trägereinrichtung 10 weist eine Außenseite 12 auf, auf welcher eine erste Bondschicht 14 aufgebracht ist. Die erste Bondschicht 14 bedeckt die erste Außenseite 12 der ersten Trägereinrichtung 10 so, dass eine Teiloberfläche 16 der ersten Außenseite 12 von der ersten Bondschicht 14 umrahmt wird. Die erste Bondschicht 14 kann eine rahmenförmige Grundfläche aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine rahmenförmig ausgebildete erste Bondschicht 14 beschränkt. Die erste Bondschicht 14 kann beispielsweise auch mäanderförmige und/oder runde Teilbereiche aufweisen.
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Vorzugsweise ist auf der Teiloberfläche 16 eine funktionstragende Struktur 18 der ersten Trägereinrichtung 10 ausgebildet. Die funktionstragende Struktur 18 kann z.B. in einen von der Teiloberfläche 16 abgedeckten Bereich der ersten Trägereinrichtung 10 hineingeätzt und/oder über ein Aufbringen von Schichten aus mindestens einem leitfähigen und/oder isolierenden Material hergestellt werden. Beispielsweise umfasst die funktionstragende Struktur 18 eine seismische Masse, eine Aktor-Elektrode, eine Stator-Elektrode und/oder Kontakte 20. Die Kontakte 20 können z.B. über ein Aufbringen einer leitfähigen Schicht und ein anschließendes Strukturieren der leitfähigen Schicht gebildet werden. Die hier beschriebene Ausführungsform ist jedoch nicht auf eine derartige funktionstragende Struktur 18 beschränkt. Als Alternative oder als Ergänzung kann die erste Trägereinrichtung 10 mindestens eine andere weitere Funktionsstruktur, wie beispielsweise eine elektrische Auswerteschaltung, umfassen.
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Die 1B bis D zeigen Querschnitte durch die erste Trägereinrichtung 10 und eine zweite Trägereinrichtung 22 entlang der Linie AA' der 1A. Bei dem dargestellten Beispiel ist die zweite Trägereinrichtung 22 ein Kappenwafer mit einer Kavität 28. Vorzugsweise korrespondieren die Position und die Größe der Kavität 28 zu der Position und der Größe der funktionstragenden Struktur 18. Über das hier beschriebene Verfahren lassen sich somit Drehratensensoren, Beschleunigungssensoren und/oder Drucksensoren mit einer Verkappung herstellen.
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Es wird hier darauf hingewiesen, dass die Ausbildung der zweiten Trägereinrichtung 22 als Kappenwafer mit der Kavität 28 nur beispielhaft zu verstehen ist. Als Alternative dazu kann die zweite Trägereinrichtung 22 auch ein Glas, ein Halbleitersubstrat wie z.B. GaAs, Ge, SiC, ein Metall und/oder ein Isoliermaterial umfassen. Ebenso kann ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit) als zweite Trägereinrichtung 22 mit der ersten Trägereinrichtung 10 mechanisch und/oder elektrisch verbunden werden.
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Nachfolgend wird die erste Ausführungsform des Verfahrens zum Befestigen der zweiten Trägereinrichtung 22 an der ersten Trägereinrichtung 10 unter Bezug auf die 1B bis D beschrieben.
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In einem ersten Verfahrensschritt wird eine Aussparung 38 in die erste Außenseite 12 der ersten Trägereinrichtung 10 geätzt. Vorzugsweise umrahmt die Aussparung 38 die Teiloberfläche 16 mit der funktionstragenden Struktur 18.
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Anschließend wird die schon beschriebene erste Bondschicht 14 auf der ersten Trägereinrichtung 10 gebildet. Dabei wird die Aussparung 38 so mit dem Material der ersten Bondschicht 14 gefüllt, dass eine von der ersten Trägereinrichtung 10 weggerichtete Kontaktierseite der ersten Bondschicht 14 eine Vertiefung 40 aufweist (siehe 1C).
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Zusätzlich wird in einem vorausgehenden oder nachfolgenden Verfahrensschritt eine zweite Bondschicht 24 auf eine zweite Außenseite 26 der zweiten Trägereinrichtung 22 aufgebracht. Vorzugsweise wird die zweite Bondschicht 24 so auf die zweite Außenseite 26 aufgebracht, dass die zweite Bondschicht 24 die Kavität 28 umrahmt.
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Zur genaueren Beschreibung der Ausbildung der ersten Bondschicht 14 und der zweiten Bondschicht 24 wird auf die in 1C gezeigte Vergrößerung eines Teilbereichs der 1B verwiesen:
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Wie in 1C gezeigt ist, kontaktiert eine erste Abdeckfläche 30 der ersten Bondschicht 14 die erste Außenseite 12 der ersten Trägereinrichtung 10. Entsprechend kontaktiert eine zweite Abdeckfläche 32 der zweiten Bondschicht 24 die zweite Außenseite 26 der zweiten Trägereinrichtung 22.
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Entsprechend dem Pfeil 42 werden die beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 in einem weiteren Verfahrensschritt so aneinander angeordnet, dass eine erste Kontaktfläche 34 der ersten Bondschicht 14 eine zweite Kontaktfläche 36 der zweiten Bondschicht 24 berührt. Die erste Bondschicht 14 und die zweite Bondschicht 24 sind so geformt, dass bei einem Kontaktieren der beiden Bondschichten 14 und 24 eine erste Kontaktfläche 34 der ersten Bondschicht 14 eine zweite Kontaktfläche 36 der zweiten Bondschicht 24 berührt.
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Die beiden Bondschichten 14 und 24 werden so ausgebildet, dass die erste Kontaktfläche 34 kleiner als die erste Abdeckfläche 30 und/oder die zweite Kontaktfläche 36 kleiner als die zweite Abdeckfläche 32 ist. Vorzugsweise sind die erste Kontaktfläche 34 kleiner als die erste Abdeckfläche 30 und die zweite Kontaktfläche 36 kleiner als die zweite Abdeckfläche 32.
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Unter der ersten Kontaktfläche 34 ist beispielsweise die Gesamtheit aller Teilflächen der ersten Bondschicht 14, welche nach einem Annähern der ersten Trägereinrichtung 10 an die zweite Trägereinrichtung 22 die zweite Bondschicht 24 berühren, zu verstehen. Entsprechend kann die zweite Kontaktfläche 36 die Gesamtheit aller Teilflächen der zweiten Bondschicht 24, welche nach einem Anordnen der zweiten Trägereinrichtung 22 an der ersten Trägereinrichtung 10 die erste Bondschicht 14 kontaktieren, sein.
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Aufgrund der Aussparung 38 ist gewährleistet, dass die erste Kontaktfläche 34 gegenüber der ersten Abdeckfläche 30 und die zweite Kontaktfläche 36 gegenüber der zweiten Abdeckfläche 32 deutlich reduzierbar ist. Dabei ist die Position der Aussparung 38 so gewählt, dass die Vertiefung 40 nach dem Kontaktieren der beiden Bondschichten 14 und 24 zumindest teilweise unter einer von der zweiten Außenseite 26 weggerichteten Kontaktierseite der zweiten Bondschicht 24 liegt. Somit wird verhindert, dass bei dem Kontaktieren der beiden Bondschichten 14 und 24 eine der beiden Kontaktierseiten die andere Kontaktierseite vollständig abdeckt.
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Als Alternative oder als Ergänzung zu der Aussparung 38 besteht die Möglichkeit, mindestens eine hervorstehende Oberflächenstruktur an der ersten Außenfläche 12 der ersten Trägereinrichtung 10 auszubilden. Ebenso kann eine weitere Aussparung und/oder eine hervorstehende Oberflächenstruktur an der zweiten Außenfläche 26 der zweiten Trägereinrichtung 22 ausgebildet werden. Die mindestens eine hervorstehende Oberflächenstruktur und/oder weitere Aussparung wird anschließend zumindest teilweise von der ersten Bondschicht 14 und/oder der zweiten Bondschicht 24 abgedeckt.
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Aufgrund der geringen Größe der Kontaktflächen 34 und 36 ist ein beim Kontaktieren der Bondschichten 14 und 24 im Vergleich zu den Abdeckflächen 30 und 32 an den Kontaktflächen 34 und 36 vorliegender Druck signifikant gesteigert. In einem anschließenden Verfahrensschritt werden die beiden Bondschichten 14 und 24 an den Kontaktflächen 34 und 36 durch Erhöhen der Temperatur zum Schmelzen gebracht. Durch den gesteigerten Druck ist die Verformung und die Fließgeschwindigkeit der geschmolzenen Materialien der Bondschichten 14 und 24 höher. Somit ist aufgrund der reduzierten Größe der Kontaktflächen 34 und 36 ein gutes Vermischen der geschmolzenen Materialien der beiden Bondschichten 14 und 24 gewährleistet. Insbesondere kann der Druck an den Kontaktflächen 34 und 36 ausreichend hoch sein, um eine Schicht, wie beispielsweise eine Oxydschicht, auf einer Kontaktierseite einer Bondschicht 14 und/oder 24 aufzubrechen.
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Auf diese Weise entsteht eine Bondverbindungsschicht 44 aus den Materialien der Bondschichten 14 und 24. Die Bondverbindungsschicht 44 gewährleistet eine feste Verbindung zwischen den beiden Trägereinrichtungen 10 und 22. Gleichzeitig wird durch die Bondverbindungsschicht 44, welche die funktionstragende Struktur 18 und die Kavität 28 rahmenförmig umgibt, ein Eindringen von Partikeln und/oder einer Flüssigkeit in den aus der Kavität 28 und den Aussparungen der funktionstragenden Struktur 18 zusammengesetzten Hohlraum verhindert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Bondverbindungsschicht 44 aus einem luftdichten Material. Somit ist gewährleistet, dass ein Spalt 46 zwischen den beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 mit einer ersten Höhe h1 luftdicht abgeschlossen wird. Der aus der Kavität 28 und den Aussparungen der funktionstragenden Struktur 18 zusammengesetzte Hohlraum ist damit hermetisch von einer äußeren Umgebung der beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 abgeschlossen. Optional kann mittels des hier beschriebenen Verfahrens mindestes ein weiterer Bondrahmen zur Verbesserung der Hermetizität hergestellt werden.
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Die erste Bondschicht 14 und/oder die zweite Bondschicht 24 können beispielsweise Germanium und/oder Aluminium umfassen. Vorzugsweise besteht eine der beiden Bondschichten 14 oder 24 aus Germanium, während die andere der beiden Bondschichten 14 oder 24 aus Aluminium ist. Die Materialien Germanium und Aluminium eignen sich besonders gut für ein eutektisches Bonden, da die Verwendung dieser Materialien eine verlässliche hermetische Abdichtung des Hohlraums gegenüber der äußeren Umgebung der Trägereinrichtungen 10 und 22 gewährleistet.
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Bei einem herkömmlichen Bondverfahren stellen die hohen Anforderungen an eine Oberflächenreinheit und eine geeignete Topographie der Oberseiten der Bondschichten 14 und 24 ein großes Problem bei der Erzeugung einer hermetisch dichten Bondverbindungsschicht 44 dar. Aufgrund der geringen Ausdehnungen der Kontaktflächen 34 und 36 im Vergleich zu den Abdeckflächen 30 und 32 ist dieses Problem über das erfindungsgemäße Verfahren umgehbar.
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2 zeigt einen Querschnitt durch zwei Trägereinrichtungen zum Darstellen eines Vorteils der ersten Ausführungsform des Verfahrens.
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In 2 ist der Spalt 48 mit einer zweiten Höhe h2 zwischen den beiden in Kontakt gebrachten Trägereinrichtungen 10 und 22 deutlich größer als der in 1D gezeigte Spalt 46 mit der ersten Höhe h1. Aufgrund der speziellen Strukturierung der beiden Bondrahmen lässt sich das oben schon beschriebene Verfahren dennoch problemlos ausführen. Somit können sich trotz des Spalts 48 mit der gesteigerten zweiten Höhe h2 die Materialien der beiden Bondschichten 14 und 24 in Kontakt gebracht und vermischt werden. Die Bildung einer Bondverbindungsschicht 44, welche nach einem Abkühlen die beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 fest miteinander verbindet, ist somit sichergestellt.
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Wie der Fachmann anhand der 1D und 2 erkennt, weist ein mittels der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform des Verfahrens hergestelltes mikromechanisches Bauteil die von der Bondverbindungsschicht 44 abgedeckte Aussparung 38 auf der ersten Außenseite 12 der ersten Trägereinrichtung 10 auf. Die 1D und 2 offenbaren somit auch eine erste Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils.
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3 zeigt einen Querschnitt durch zwei Trägereinrichtungen zum Darstellen einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens.
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Die zweite Ausführungsform ist eine Weiterbildung des Verfahrens der 1. Dabei wird in einem zusätzlichen Verfahrensschritt eine Stufe 50 an der zweiten Außenseite 26 der zweiten Trägereinrichtung 22 gebildet. Dies erfolgt beispielsweise über ein zusätzliches Aufbringen mindestens eines weiteren Materials auf die zweite Außenseite 26 und/oder über ein Ätzen der Außenseite 26. Vorzugsweise korrespondieren die Position und die Größe der Stufe 50 so zu der Position und Größe der Aussparung 38.
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Anschließend wird die Stufe 50 mit der zweiten Bondschicht 24 zumindest teilweise so abgedeckt, dass die vorteilhafte Reduzierung die Kontaktflächen 34 und 36 im Vergleich zu den Abdeckflächen 30 und 32 der Bondschichten 14 und 24 gesichert ist. Das Verfahren der 3 gewährleistet somit die schon beschriebenen Verteile.
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Insbesondere können die senkrecht zu ihren Höhen verlaufenden Ausdehnungen der Stufe 50 und der Aussparung 38 so gewählt werden, dass die Ausdehnung der Stufe 50 ein größer oder gleich der Ausdehnung der Vertiefung 40 auf der Kontaktierseite der ersten Bondschicht 14 ist. Durch diese bevorzugte Ausbildung der Vertiefung 40 und der Stufe 50 wird eine Justage der beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 in eine bevorzugte Position zueinander erleichtert und ein Verrutschen der beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 während des Bondprozesses verhindert. Vor allem ist auf diese Weise eine Selbstjustage der beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 in die bevorzugte Position realisierbar.
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Des Weiteren dienen die Aussparung 38 und die Stufe 50 nach einem Herstellen einer Bondverbindungsschicht 44 durch Vermischen der Materialien der Bondschichten 14 und 24 als Verzahnung zwischen den beiden Trägereinrichtungen 10 und 22. Dabei gewährleistet die Verzahnung eine verbesserte Widerstandskraft des mikromechanischen Bauteils aus den beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 gegenüber Scherkräften. Weitere Vorteile der Verzahnung aus der Aussparung 38 und der Stufe 50 sind eine leicht ausführbare Autojustage der beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 in eine bevorzugte Stellung zueinander, eine Erhöhung der Robustheit des fertigen mikromechanischen Bauteils mit der Verzahnung und eine lokale Andrucküberhöhung durch die reduzierte Auflagefläche/reduzierten Kontaktflächen 34 und 36. Durch die lokale Andrucküberhöhung wird die Ausbildung des Eutektikums (Bondverbindungsschicht 44) aus den Bondschichten 14 und 24 gefördert.
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Als Alternative oder als Ergänzung zu der Stufe 50 kann auch eine Noppe, ein spitzer Keil und/oder ein stumpfer Keil an der Außenseite 26 ausgebildet werden. Insbesondere die Ausbildung eines spitzen Keils und/oder eines stumpfen Keils erleichtert bei einer entsprechenden Anpassung der Aussparung 38 die Selbstjustage der beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 in die bevorzugte Position.
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Das mittels des Verfahrens der 3 hergestellte mikromechanische Bauteil ist aufgrund der aus der Aussparung 38 und der Stufe 50 gebildeten Verzahnung zwischen den beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 als zweite Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils erkennbar.
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4 zeigt einen Querschnitt durch eine Trägereinrichtung zum Darstellen einer dritten Ausführungsform des Verfahrens.
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Bei der dritten Ausführungsform des Verfahrens werden mehrere Aussparungen 38 an der ersten Außenseite 12 einer ersten Trägereinrichtung 10 gebildet. Vorzugsweise werden die Aussparungen 38 in die erste Außenseite 12 geätzt. Dabei ist die Ausführungsform nicht auf die dargestellte Anzahl von Aussparungen 38 beschränkt.
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Als Alternative oder als Ergänzung zu den Aussparungen 38 können Stufen, Noppen, spitze Keile und/oder stumpfe Keile an der ersten Außenseite 12, beispielsweise durch ein Aufbringen mindestens eines Materials und/oder über ein Ätzverfahren, gebildet werden. Vorteilhafterweise sind die als Aussparungen 38, Stufen, Noppen, spitzen Keile und/oder stumpfen Keile ausgebildeten Oberflächenunebenheiten äquidistant zueinander angeordnet.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird die erste Bondschicht 14 auf die Oberflächenunebenheiten aufgebracht. Die auf diese Weise gebildete erste Bondschicht 14 weist eine erste Kontaktfläche 34 auf, welche im Vergleich zu der Abdeckfläche 30 deutlich kleiner ist. Über das anhand der 4 wiedergegebene Verfahren lässt sich somit auf einfache und kostengünstige Weise eine erste Bondschicht 14 mit einer vorteilhaften Reduzierung der ersten Kontaktfläche gegenüber der Abdeckfläche 30 herstellen.
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Wie ein Fachmann anhand der 4 erkennen kann, ist das erfindungsgemäße Verfahren auch für ein Bondverfahren mit nur einer Bondschicht 14 anwendbar.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden die Oberflächenunebenheiten aus einem Material, welches nicht das Eutektikum bildet und beständig gegenüber der Bondtemperatur ist, gebildet. Ein derartiges Material kann beispielsweise strukturiertes Silizium sein. In diesem Fall dienen die Oberflächenunebenheiten als Stopp-Strukturen, welche einen vorteilhaften Abstand zwischen den beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 festlegen und ein Zerfließen des Eutektikums eindämmen.
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In einer Weiterbildung der vorteilhaften Ausführungsform kann an der (nicht dargestellte) zweiten Trägereinrichtung 22 eine zu den Oberflächenunebenheiten korrespondierende Oberflächenstruktur gebildet werden. Dies ermöglicht eine zusätzliche Reduzierung der Kontaktflächen 34.
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Ebenso ist auf diese Weise eine Autojustagefunktion realisierbar. Des Weiteren können die Oberflächenunebenheiten der ersten Trägereinrichtung 10 und die Oberflächenstruktur der zweiten Trägereinrichtung 22 nach einem Zusammenfügen der beiden Trägereinrichtungen 10 eine Verzahnung zwischen den zwei Trägereinrichtungen 10 und 22 bilden. Auf diese Weise ist ein mikromechanisches Bauteil mit einer größeren Robustheit gegenüber Scherkräften realisierbar.
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Zumindest anhand der Oberflächenunebenheiten der ersten Trägereinrichtung 10, wie beispielsweise den Aussparungen 38, welche von einer zumindest aus dem Material der ersten Bondschicht 14 gebildeten Bondverbindungsschicht 44 abgedeckt werden, kann der Fachmann eine dritte Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils erkennen.
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5 zeigt einen Querschnitt durch zwei Trägereinrichtungen, welche jedoch nicht unter die Erfindung fallen.
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Bei dem anhand der 5 beschriebenen Verfahren werden die erste Bondschicht 14 und die zweite Bondschicht 24 auf unstrukturierte Teilflächen der ersten Außenseite 12 der ersten Trägereinrichtung 10 und der zweiten Außenseite 26 der zweiten Trägereinrichtung 22 aufgebracht. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Strukturierung mindestens einer der von den Bondschichten 14 und 24 abgedeckten Flächen der Außenseiten 12 und 26 als Weiterbildung des Verfahrens möglich ist.
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Um eine Reduzierung der Kontaktflächen 34 und 36 gegenüber den Abdeckflächen 30 und 32 zu realisieren, sind Aussparungen 52 und 54 in der ersten Bondschicht 14 und in der zweiten Bondschicht 24 ausgebildet. Beispielsweise werden die Aussparungen 52 und 54 durchgehend in die erste Bondschicht 14 und in die zweite Bondschicht 24 geätzt.
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Vorzugsweise sind die Aussparungen 52 und 54 äquidistant in der ersten Bondschicht 14 und in der zweiten Bondschicht 24 ausgebildet, wobei eine Ausdehnung der Aussparungen 52 und 54 kleiner als ein Abstand zwischen zwei benachbarten Aussparungen 52 oder 54 ist. Die Positionen der Aussparungen 52 und 54 können so miteinander korrespondieren, dass bei einem Kontaktieren der Bondschichten 14 und 24 jede Öffnung der Aussparungen 52 von der Bondschicht 24 und jede Öffnung der Aussparungen 54 von der Bondschicht 14 abgedeckt werden. Somit liegen bei einem Kontaktieren der Bondschichten 14 und 24 Überlappbereiche zwischen den Bondschichten 14 und 24 vor, an welchen sich die Kontaktflächen 34 und 36 der Bondschichten 14 und 24 berühren.
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Durch die in 5 dargestellte mehrfache Wiederholung der Aussparungen 52 und 54 wird eine erhöhte Toleranz gegenüber Oberflächentopographien erreicht. Dies verhindert bei einem geschlossenen Bondrahmen die Wahrscheinlichkeit eines Auftreten eines Lecks und somit das Risiko eines Ausfalls des Bauteils.
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Das anhand der 5 dargestellte Verfahren bietet aufgrund der Reduzierung der Kontaktfläche 34 im Vergleich zu der Abdeckfläche 30 und der Reduzierung der Kontaktfläche 36 im Vergleich zu der Abdeckfläche 32 die oben schon beschriebenen Vorteile des erhöhten Drucks an den Kontaktflächen 34 und 36. Beispielsweise können an den reduzierten Kontaktflächen 34 und 36 Oxidschichten, welche herkömmlicherweise ein Vermischen der Materialien der Bondschichten 14 und 24 verhindern, mechanisch aufgebrochen werden. Des Weiteren bietet das dargestellte Verfahren eine vereinfachte und somit kostengünstige Prozessführung.
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6 zeigt einen Querschnitt durch zwei Trägereinrichtungen, welche jedoch nicht unter die Erfindung fallen.
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Das anhand der 6 beschriebene Verfahren ist eine Weiterbildung des Verfahrens der 5. Dabei werden als erste Bondschicht 14 eine erste strukturierte Bondmaterialschicht 14a und eine erste Abdeckschicht 56 auf die erste Trägereinrichtung 10 aufgebracht. Die in der ersten strukturierten Bondmaterialschicht 14a ausgebildeten Aussparungen 52 entsprechen der vorhergehenden Ausführungsform. Vorzugsweise deckt die erste Abdeckschicht 56 die erste strukturierte Bondmaterialschicht 14a vorständig ab. Entsprechend werden auf der zweiten Trägereinrichtung 22 eine zweite strukturierte Bondmaterialschicht 24a und eine zweite Abdeckschicht 58 als zweite Bondschicht 24 gebildet.
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Vor allem bei Bondmaterialschichten 14a und/oder 24a aus leicht oxidierbaren Materialien, wie z.B. Silizium und/oder Aluminium, ist das Abdecken der Bondmaterialschichten 14a und/oder 24a mit den Abdeckschichten 56 und 58 unmittelbar nach dem Aufbringen/Strukturieren der Bondmaterialschichten 14a und/oder 24a vorteilhaft. Zum Abscheiden der Abdeckschichten 56 und/oder 58 kann beispielsweise ein Sputterprozess verwendet werden. Vorzugsweise wird bei dem Sputterprozess zunächst das Oxyd auf der betreffenden Bondmaterialschicht 14a oder 24a durch Rücksputtern entfernt, bevor die Abdeckschicht 56 oder 58 abgeschieden wird. Bevorzugte Materialien für eine Abdeckschicht 56 oder 58 sind Silizium, Germanium, Aluminium, Aluminium-Silizium-Verbindungen, Aluminium-Silizium-Kupfer-Verbindungen, Gold, Zinn, Titan, Chrom und/oder Kupfer.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird die erste Abdeckschicht 56 aus dem Material der zweiten Bondmaterialschicht 24a gebildet. Entsprechend wird für die zweite Abdeckschicht 58 das Material der ersten Bondmaterialschicht 14a verwendet. Insbesondere können die maximalen Schichtdicken der Abdeckschichten 56 und 58 deutlich kleiner als die maximalen Schichtdicken der Bondmaterialschichten 14a und/oder 24a sein. Somit schmelzen bei einem stieg während des Bondprozesses zunächst die Abdeckschichten 56 und 58. Dabei bildet sich eine Schmelze, welche Topographien ausgleichen kann. Im weiteren Verlauf des Bondprozesses reagieren die Schmelzen aller Schichten 14a, 24a, 56 und 58 miteinander, so dass eine Bondverbindungsschicht 44 zwischen den beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 gebildet wird.
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7 zeigt einen Querschnitt durch eine Trägereinrichtung, welche jedoch nicht unter die Erfindung fällt.
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Bei der sechsten Ausführungsform wird auf der ersten Trägereinrichtung 10 eine erste Bondschicht 14 mit einer variierenden Schichtdicke gebildet. Beispielsweise werden nach einem Aufbringen des Materials der ersten Bondschicht 14 nichtdurchgehende Aussparungen in die erste Bondschicht 14 geätzt. Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann ein Material lokal auf der ersten Bondschicht 14 abgeschieden werden. Insbesondere können auf diese Weise hervorstehende Oberflächenstrukturen, wie die gezeigten Stufen 60, oder Vertiefungen auf der ersten Bondschicht 14 gebildet werden. Vorteilhafterweise können die hervorstehenden Oberflächenstrukturen aus dem Material der ersten Bondschicht 14 geformt sein.
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Durch die Ausbildung einer ersten Bondschicht 14 mit der variierenden Schichtdicke wird die erste Kontaktfläche 34 der ersten Bondschicht 14 gegenüber der ersten Abdeckfläche 30 reduziert. Dies gewährleistet die bereits beschriebenen Vorteile.
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8 zeigt eine Draufsicht auf eine Bondschicht, welche jedoch nicht unter die Erfindung fällt.
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In 8 weist die erste Bondschicht 14 als hervorstehende Oberflächenstrukturen Stufen 62 mit einer runden Grundfläche auf. Vorzugsweise bilden die Stufen 62 auf der ersten Bondschicht 14 ein Muster aus Punkten. Die Stufen 62 mit der runden Grundfläche können beispielsweise über ein Wegätzen von Material und/oder über lokale Abscheidungen auf der ersten Bondschicht 14 gebildet werden.
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9 zeigt eine Draufsicht auf eine Bondschicht, welche jedoch nicht unter die Erfindung fällt.
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Die anhand der 9 wiedergegebene erste Bondschicht 14 weist als hervorstehende Oberflächenstrukturen Stufen 64 mit einer rechteckigen Grundfläche auf. Insbesondere ist eine erste Ausdehnung der ersten Seitenflächen 66 der Stufen 64 deutlich größer als eine zweite Ausdehnung der zweiten Seitenflächen 68 der Stufen 64. Die Stufen 64 sind so zueinander angeordnet, dass jeweils eine erste Seitenfläche 66 einer ersten Stufe 64 benachbart zu einer zweiten Seitenfläche 68 einer benachbarten zweiten Stufe 64 ausgerichtet ist.
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10 zeigt einen Querschnitt durch eine Trägereinrichtung, welche jedoch nicht unter die Erfindung fällt.
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Die erste Bondschicht 14 mit einer variierenden Schichtdicke kann anstelle und/oder als Ergänzung zu der Stufe 60 bis 64 als hervorstehende Oberflächenstruktur auch einen zugespitzten Keil 70, einen abgestumpften Keil 72 und/oder eine Auswölbung 74 aufweisen. Die hier nahegelegten Oberflächenstrukturen 60, 70, 72 und 74 lassen sich auf einfache und kostengünstige Weise über Ätzschritte und/oder eine lokales Aufbringen des Materials der ersten Bondschicht 14 herstellen. Ebenso kann eine Einwölbung in die erste Bondschicht 14 geätzt werden. Die durch die Reduzierung der ersten Kontaktfläche 34 in Vergleich zu der ersten Abdeckfläche 30 gewährleisteten Vorteile lassen sich somit auf einfache Weise realisieren.
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Für einen Fachmann sind anhand der 7, 8, 9 und 10 weitere Beispiele für mögliche Oberflächenunebenheiten der ersten Bondschicht 14 und/oder der zweiten Bondschicht 24 nahegelegt. Es wird deshalb nicht genauer auf weitere Beispiele für hervorstehende Oberflächenstrukturen/Vertiefungen der Bondschichten 14 und/oder 24 eingegangen.
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In einer Weiterbildung eines Verfahrens gemäß den 7, 8, 9 und 10 kann die Form der zweiten Bondschicht 24 an die erste Bondschicht 14 angepasst werden. Dies ermöglicht eine Selbstjustage der beiden Trägereinrichtungen 10 und 22.
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11 zeigt eine Draufsicht auf eine Bondschicht, welche jedoch nicht unter die Erfindung fällt.
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Die in 11 dargestellte erste Bondschicht 14 weist eine von der ersten Trägereinrichtung 10 weggerichtete Kontaktierseite auf, auf welcher Gasentweichgräben/Entlüftungsgräben 76 ausgebildet sind. Die als Gasentweichgräben 76 ausgebildeten Vertiefungen sind teilweise von Seitenwänden 78 und 80 aus dem Material der ersten Bondschicht 14 umgeben. Mindestens eine der Seitenwände 78 und 80 kann mindestens eine Gasentweichöffnung 82 aufweisen. Vorzugsweise weisen die Gasentweichöffnungen 82 eine maximale Höhe gleich der maximalen Höhe der Gasentweichgräben 76 auf und/oder sind von der umrahmten Teiloberfläche 16 der ersten Trägereinrichtung 10 weggerichtet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist eine erste Seitenwand 78, welche benachbart zu der von der ersten Bondschicht 14 umrahmten Teiloberfläche 16 der ersten Trägereinrichtung 10 angeordnet ist, keine als Gasentweichöffnungen 82 ausgebildeten Durchbrechungen auf. Demgegenüber sind in der zweiten Seitenwand 80, welche von der umrahmten Teiloberfläche 16 der ersten Trägereinrichtung 10 weggerichtet ist, Gasentweichöffnungen 82 ausgebildet.
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Bei einem herkömmlichen Bondverfahren, welches nicht in einem Vakuum ausgeführt wird, entstehen häufig Gaseinschlüsse (Lunker) in der gebildeten Bondverbindungsschicht 44. Diese Gaseinschlüsse reduzieren die Stabilität der hergestellten Bondverbindungsschicht 44 und beeinflussen somit deren Lebensdauer/Haltbarkeit. Da sich das Volumen der Gaseinschlüsse bei variierenden Temperaturen zusätzlich verändert, kann somit eine Temperaturveränderung zu einem Beschädigen der Bondverbindungsschicht 44 führen.
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Um diesen herkömmlichen Nachteil zu umgeben, werden bei dem hier beschriebenen Verfahren die oben beschriebenen Gasentweichgräben 76 auf der Kontaktierseite der ersten Bondschicht 14 gebildet, wobei die Gasentweichöffnungen 82 vorzugsweise so angeordnet werden, dass sie nach einem Kontaktieren der ersten Bondschicht 14 mit einer zweiten (nicht dargestellten) Trägereinrichtung 22 zumindest teilweise nicht abgedeckt werden. Somit kann ein komprimiertes Gas über die Gasentweichgräben 76 und die Gasentweichöffnungen 82 entweichen. Die Gasentweichgräben 76 gewährleisten somit eine größere Stabilität der mittels des hier beschriebenen Verfahrens hergestellten Bondverbindungsschicht 44.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird die erste Bondschicht 14 mit Gasauslass-Fortführungen 84 gebildet, welche mit einem ersten Ende an der ersten Bondschicht 14 angeordnet sind und deren zweites Ende von der umrahmten Teiloberfläche 16 der ersten Trägereinrichtung 10 weggerichtet ist. Vorzugsweise erstrecken sich die Gasentweichgräben 76 zusätzlich entlang der Gasauslass-Fortführungen 84, wobei zumindest einige der Gasentweichöffnungen 82 an den zweiten Enden der Gasauslass-Fortführungen 84 ausgebildet sind.
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Da für einen Fachmann Verfahrensschritte zum Bilden mindestens eines Gasentweichgrabens 76, einer Gasentweichöffnung 82 und/oder einer Gasauslass-Fortführung 84 an der ersten Bondschicht 14 und/oder an der (nicht skizzierten) zweiten Bondschicht 24 durch die 11 und die oben gegebenen Beschreibungen nahegelegt sind, wird hier nicht weiter darauf eingegangen.
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12 zeigt eine Draufsicht auf eine Trägereinrichtung, welche jedoch nicht unter die Erfindung fällt.
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Bei dem anhand der 12 wiedergegebenen Verfahren wird mindestens eine temperaturbeständige Fließschutz-Oberflächenunebenheit 86 und 88 auf der ersten Außenseite 12 der ersten Trägereinrichtung 10 und/oder auf der (nicht skizzierten) zweiten Außenseite 26 der zweiten Trägereinrichtung 22 gebildet. Die mindestens eine Fließschutz-Oberflächenunebenheit 86 und 88 umrahmt die Teiloberfläche 16 der ersten Außenseite 12 mit der (nicht dargestellten) funktionstragenden Struktur 18 und schützt somit die funktionstragende Struktur 18 vor einem Eindringen des geschmolzenen Materials der mindestens einen ersten Bondschicht 14.
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Vorteilhafterweise werden ein innerer Fließschutz-Wall 86 und ein äußerer Fließschutz-Wall 88 auf der ersten Außenseite 12 gebildet. Der innere Fließschutz-Wall 86 wird von der ersten Bondschicht 14 umrahmt. Der äußere Fließschutz-Wall 88 umrahmt den inneren Fließschutz-Wall 86 zusammen mit der ersten Bondschicht 14. Die Fließschutz-Wälle 86 und 88 können aus einem Material, welches bei der zum Schmelzen der mindestens einen ersten Bondschicht 14 verwendeten Temperatur fest bleibt und kein Eutektikum bildet, hergestellt werden. Als Alternative oder als Ergänzung zu mindestens einem der beiden Fließschutz-Wällen 86 und/oder 88 kann auch ein äußerer Fließschutz-Graben und/oder ein innerer Fließschutz-Graben gebildet werden. Vorzugsweise wird der mindestens eine Fließschutz-Wall 86 oder 88 oder Fließschutz-Graben so angeordnet, dass er die benachbarte Bondschicht 14 kontaktiert. Somit ist gewährleistet, dass ein Zerfließen des Eutektikums verhindert wird. Verfahren zum Bilden mindestens eines Fließschutz-Walls 86 oder 88 oder eines Fließschutz-Grabens sind für einen Fachmann durch 12 nahegelegt.
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Zusätzlich kann über die oben beschriebenen Verfahren die erste Kontaktfläche 34 der ersten Bondschicht 14 gegenüber der Abdeckfläche 30 der ersten Bondschicht 14 reduziert werden. Auf diese Weise sind die oben beschriebenen Vorteile zusätzlich realisierbar.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens der 12 wird auf der ersten Trägereinrichtung 10 mindestens ein Fließschutz-Wall 86 oder 88 gebildet. Auf der in einem weiteren Verfahrensschritt an der ersten Trägereinrichtung 10 befestigten zweiten Trägereinrichtung 22 wird mindestens ein Fließschutz-Graben gebildet, dessen Position und Größe zu der Position und Größe des zugeordneten Fließschutz-Walls 86 oder 88 korrespondiert. Somit ist über die mindestens zwei in ihren Positionen und in ihren Größen zueinander korrespondierenden Fließschutz-Oberflächenunebenheiten 86 oder 88 auf einfache Weise mindestens eine Verzahnung zwischen den beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 realisierbar. Durch die mindestens eine Verzahnung ist eine verbesserte Robustheit des aus den beiden Trägereinrichtungen 10 und 22 hergestellten mikromechanischen Bauteils gegenüber Scherkräften gewährleistet.
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12 legt einem Fachmann auch eine Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils nahe, welches mindestens zwei über mindesten eine Bond- und/oder Lötverbindungsschicht aneinander befestigte Trägereinrichtungen 10 und 22 und mindestens eine bond- und/oder löttemperaturbeständigen Fließschutz-Oberflächenunebenheit aufweist. Wie der Fachmann anhand der 12 erkennen kann, umrahmen die mindestens eine Bond- und/oder Lötverbindungsschicht und die mindestens eine bond- und/oder löttemperaturbeständigen Fließschutz-Oberflächenunebenheit eine Teiloberfläche 16 der ersten Außenseite 12 der ersten Trägereinrichtung 10. Die Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils weist somit den Vorteil auf, dass kein Material der mindesten einen Bond- und/oder Lötverbindungsschicht in die Teiloberfläche 16 der ersten Außenseite 12 der ersten Trägereinrichtung 10 eingedrungen ist. Eine in der Teiloberfläche 16 der ersten Außenseite 12 ausgebildete funktionstragende Struktur 18 weist somit eine von dem Bondverfahren unbeeinträchtigte Funktionsfähigkeit auf.
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Wie der Fachmann erkennen kann, eignen sich die in den oberen Absätzen beschriebenen Verfahren auch zum Herstellen von mindestens zwei Bondverbindungsschichten 44, von denen eine erste Bondverbindungsschicht 44 mindestens eine zweite Bondverbindungsschicht 44 umrahmt. Durch die Ausbildung von mindestens zwei Bondverbindungsschichten 44 wird die Wahrscheinlichkeit eines undichten Bauteils aufgrund eines Lecks in einer der mindestens zwei Bondverbindungsschichten 44 verringert.
